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儀表人需要了解的有關(guān)儲(chǔ)罐的一些常識(shí)
2020-04-09
儲(chǔ)罐在流體工業(yè)中有著廣泛應(yīng)用，多用于儲(chǔ)存原料、成品及中間產(chǎn)品，在保證裝置安全生產(chǎn)、節(jié)能減排、提高整體管理水平等方面的作用不可替代，國(guó)家戰(zhàn)略儲(chǔ)備也離不開各種類型的儲(chǔ)罐。而要掌握儲(chǔ)罐中的料位或液位、壓力、流量等參數(shù)，儀器儀表同樣不可或缺，所以作為儀表人非常有必要了解有關(guān)儲(chǔ)罐的一些常識(shí)，以使儀表能夠在儲(chǔ)罐中更好地發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
一、球罐
球罐在石油、化工、冶金等流程工業(yè)中應(yīng)用廣泛，作為一種大容量、承壓的球形儲(chǔ)存容器，常用于儲(chǔ)存液化石油氣、液化天然氣、液氧、液氨、液氮及其他介質(zhì)。也可用于壓縮氣體（空氣、氧氣、氮?dú)?、城市煤氣等）的?chǔ)存。
球罐一般用于儲(chǔ)存溫度下飽和蒸汽壓大于大氣壓的物料，多在常溫、低溫或深冷溫度下儲(chǔ)存。
飽和蒸汽壓是指在一定溫度下的密閉容器中，當(dāng)達(dá)到氣液兩相平衡時(shí)氣液分界面上的蒸汽壓，它隨溫度而變化。對(duì)于液化石油氣和液化天然氣之類，都不是純凈物，而是一種混合物，此時(shí)的飽和蒸汽壓與混合比例有關(guān)，可根據(jù)道爾頓定律和拉烏爾定律進(jìn)行計(jì)算。
1．常溫球罐
此類球罐的壓力較高，取決于液化氣的飽和蒸汽壓或壓縮機(jī)的出口壓力。常溫球罐的設(shè)計(jì)溫度一般大于-20℃。比較常見的有用于儲(chǔ)存液化石油氣、氮、煤氣、氧等的球罐。
2．低溫球罐
該類球罐的設(shè)計(jì)溫度低于或等于-20℃，但一般不低于-100℃。
3．深冷球罐
該類球罐的設(shè)計(jì)溫度-100℃以下。一般在介質(zhì)液化點(diǎn)以下儲(chǔ)存，壓力不高，有時(shí)為常壓。由于對(duì)保冷有著較高的要求，多采用雙層球殼。
二、臥罐
臥罐的容積較?。ㄒ话愣夹∮?00m3），但占地面積較大。主要用于酸堿等化學(xué)品的儲(chǔ)存，在一些生產(chǎn)裝置內(nèi)也常用于小容量的其他介質(zhì)（儲(chǔ)存溫度下飽和蒸汽壓大于或等于大氣壓的物料）的儲(chǔ)存。臥罐筒體軸向與地面平行，常用鞍式支座，一般為帶壓力儲(chǔ)存，可承受較高的正壓和負(fù)壓，屬壓力容器。
三、拱頂罐
拱頂儲(chǔ)罐是罐頂為球冠狀、罐體為圓柱形的一種鋼制容器。拱頂儲(chǔ)罐制造簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，應(yīng)用廣泛，最常用的容積為1000～10000m3，在國(guó)內(nèi)，目前拱頂儲(chǔ)罐的最大容積已達(dá)到30000m3。
拱頂罐一般為低壓力儲(chǔ)罐或常壓儲(chǔ)罐，在流體工業(yè)中應(yīng)用廣泛，常用于乙B和丙類液體，也可用于有特殊儲(chǔ)存需求的甲B和乙A類液體儲(chǔ)存，國(guó)外也有用于大型LNG深冷儲(chǔ)存。
大型酸堿儲(chǔ)罐有時(shí)也可選用拱頂罐。
四、浮頂罐
浮頂儲(chǔ)罐是由漂浮在介質(zhì)表面上的浮頂和立式圓柱形罐壁所構(gòu)成。浮頂隨罐內(nèi)介質(zhì)儲(chǔ)量的增加或減少而升降，浮頂外緣與罐壁之間有環(huán)形密封裝置，罐內(nèi)介質(zhì)始終被內(nèi)浮頂直接覆蓋，減少介質(zhì)揮發(fā)。
浮頂罐常用于儲(chǔ)存溫度下飽和蒸汽壓低于大氣壓的甲B和乙A類液體儲(chǔ)存。
浮頂罐分為內(nèi)浮頂罐及外浮頂罐。
1．外浮頂罐
通常用于存儲(chǔ)諸如原油、汽油或煤油等有揮發(fā)性的石油產(chǎn)品，相對(duì)于無(wú)浮頂?shù)墓绊敼迊碚f沒有蒸發(fā)的空間。這不僅減少了產(chǎn)品蒸發(fā)損失，同時(shí)減少了環(huán)境污染，降低了易燃介質(zhì)與空氣混合形成爆炸氣體的危險(xiǎn)性。
儲(chǔ)罐殼體與外浮頂浮盤之間存在100～500mm的間隙以保證運(yùn)行過程中不會(huì)卡盤。使用邊緣密封系統(tǒng)以減少邊緣蒸發(fā)，在浮頂上有中央排水系統(tǒng)以保證雨雪天積水可以順利排出，避免沉盤事故。
2．內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐
內(nèi)浮頂罐是帶罐頂?shù)母№敼?，也是拱頂罐和浮頂罐相結(jié)合的儲(chǔ)罐，其外部為拱頂，內(nèi)部為浮頂。內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：
一是相比浮頂罐，帶有固定頂?shù)膬?nèi)浮頂儲(chǔ)罐，能夠更有效地防止風(fēng)、砂、雨雪或灰塵的侵入，保證儲(chǔ)液的質(zhì)量。同時(shí)，由于內(nèi)浮盤漂浮在液面上，使得液體沒有蒸發(fā)的空間，從而使蒸發(fā)損失減少85%～96%；減少空氣污染以及火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)，即使發(fā)生火災(zāi)一般也不會(huì)造成大面積燃燒，易于保證儲(chǔ)液質(zhì)量，特別適于儲(chǔ)存高級(jí)汽油、噴氣燃料及有毒的石油化工產(chǎn)品；由于液面上沒有氣體空間，也減少了罐壁罐頂?shù)母g，從而延長(zhǎng)儲(chǔ)罐的使用壽命。
二是在密封相同的情況下，與浮頂相比，能夠進(jìn)一步降低蒸發(fā)損耗。
但與拱頂罐相比，內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐的鋼板耗量比較多，施工要求高；由于是密封結(jié)構(gòu)，也為維修帶來了不便，且儲(chǔ)罐不易大型化，目前一般不超過10000m3。
由于工況復(fù)雜多樣，為確保生產(chǎn)的安全，工業(yè)儲(chǔ)罐一般為鋼制儲(chǔ)罐。一般地，儲(chǔ)罐材質(zhì)多采用碳鋼、低溫鋼、不銹鋼等材料，主要根據(jù)儲(chǔ)存介質(zhì)特性及儲(chǔ)存溫度、壓力等參數(shù)進(jìn)行選擇。其他材質(zhì)如玻璃鋼、塑料等由于不滿足防火、抗壓等要求，一般不予考慮。
按結(jié)構(gòu)形式劃分，儲(chǔ)罐可分為：球罐、臥罐、拱頂罐、外浮頂罐及內(nèi)浮頂罐。一、球罐
球罐在石油、化工、冶金等流程工業(yè)中應(yīng)用廣泛，作為一種大容量、承壓的球形儲(chǔ)存容器，常用于儲(chǔ)存液化石油氣、液化天然氣、液氧、液氨、液氮及其他介質(zhì)。也可用于壓縮氣體（空氣、氧氣、氮?dú)?、城市煤氣等）的?chǔ)存。
球罐一般用于儲(chǔ)存溫度下飽和蒸汽壓大于大氣壓的物料，多在常溫、低溫或深冷溫度下儲(chǔ)存。
飽和蒸汽壓是指在一定溫度下的密閉容器中，當(dāng)達(dá)到氣液兩相平衡時(shí)氣液分界面上的蒸汽壓，它隨溫度而變化。對(duì)于液化石油氣和液化天然氣之類，都不是純凈物，而是一種混合物，此時(shí)的飽和蒸汽壓與混合比例有關(guān)，可根據(jù)道爾頓定律和拉烏爾定律進(jìn)行計(jì)算。
1．常溫球罐
此類球罐的壓力較高，取決于液化氣的飽和蒸汽壓或壓縮機(jī)的出口壓力。常溫球罐的設(shè)計(jì)溫度一般大于-20℃。比較常見的有用于儲(chǔ)存液化石油氣、氮、煤氣、氧等的球罐。
2．低溫球罐
該類球罐的設(shè)計(jì)溫度低于或等于-20℃，但一般不低于-100℃。
3．深冷球罐
該類球罐的設(shè)計(jì)溫度-100℃以下。一般在介質(zhì)液化點(diǎn)以下儲(chǔ)存，壓力不高，有時(shí)為常壓。由于對(duì)保冷有著較高的要求，多采用雙層球殼。
二、臥罐
臥罐的容積較?。ㄒ话愣夹∮?00m3），但占地面積較大。主要用于酸堿等化學(xué)品的儲(chǔ)存，在一些生產(chǎn)裝置內(nèi)也常用于小容量的其他介質(zhì)（儲(chǔ)存溫度下飽和蒸汽壓大于或等于大氣壓的物料）的儲(chǔ)存。臥罐筒體軸向與地面平行，常用鞍式支座，一般為帶壓力儲(chǔ)存，可承受較高的正壓和負(fù)壓，屬壓力容器。
三、拱頂罐
拱頂儲(chǔ)罐是罐頂為球冠狀、罐體為圓柱形的一種鋼制容器。拱頂儲(chǔ)罐制造簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，應(yīng)用廣泛，最常用的容積為1000～10000m3，在國(guó)內(nèi)，目前拱頂儲(chǔ)罐的最大容積已達(dá)到30000m3。
拱頂罐一般為低壓力儲(chǔ)罐或常壓儲(chǔ)罐，在流體工業(yè)中應(yīng)用廣泛，常用于乙B和丙類液體，也可用于有特殊儲(chǔ)存需求的甲B和乙A類液體儲(chǔ)存，國(guó)外也有用于大型LNG深冷儲(chǔ)存。
大型酸堿儲(chǔ)罐有時(shí)也可選用拱頂罐。
四、浮頂罐
浮頂儲(chǔ)罐是由漂浮在介質(zhì)表面上的浮頂和立式圓柱形罐壁所構(gòu)成。浮頂隨罐內(nèi)介質(zhì)儲(chǔ)量的增加或減少而升降，浮頂外緣與罐壁之間有環(huán)形密封裝置，罐內(nèi)介質(zhì)始終被內(nèi)浮頂直接覆蓋，減少介質(zhì)揮發(fā)。
浮頂罐常用于儲(chǔ)存溫度下飽和蒸汽壓低于大氣壓的甲B和乙A類液體儲(chǔ)存。
浮頂罐分為內(nèi)浮頂罐及外浮頂罐。
1．外浮頂罐
通常用于存儲(chǔ)諸如原油、汽油或煤油等有揮發(fā)性的石油產(chǎn)品，相對(duì)于無(wú)浮頂?shù)墓绊敼迊碚f沒有蒸發(fā)的空間。這不僅減少了產(chǎn)品蒸發(fā)損失，同時(shí)減少了環(huán)境污染，降低了易燃介質(zhì)與空氣混合形成爆炸氣體的危險(xiǎn)性。
儲(chǔ)罐殼體與外浮頂浮盤之間存在100～500mm的間隙以保證運(yùn)行過程中不會(huì)卡盤。使用邊緣密封系統(tǒng)以減少邊緣蒸發(fā)，在浮頂上有中央排水系統(tǒng)以保證雨雪天積水可以順利排出，避免沉盤事故。
2．內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐
內(nèi)浮頂罐是帶罐頂?shù)母№敼?，也是拱頂罐和浮頂罐相結(jié)合的儲(chǔ)罐，其外部為拱頂，內(nèi)部為浮頂。內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：
一是相比浮頂罐，帶有固定頂?shù)膬?nèi)浮頂儲(chǔ)罐，能夠更有效地防止風(fēng)、砂、雨雪或灰塵的侵入，保證儲(chǔ)液的質(zhì)量。同時(shí)，由于內(nèi)浮盤漂浮在液面上，使得液體沒有蒸發(fā)的空間，從而使蒸發(fā)損失減少85%～96%；減少空氣污染以及火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)，即使發(fā)生火災(zāi)一般也不會(huì)造成大面積燃燒，易于保證儲(chǔ)液質(zhì)量，特別適于儲(chǔ)存高級(jí)汽油、噴氣燃料及有毒的石油化工產(chǎn)品；由于液面上沒有氣體空間，也減少了罐壁罐頂?shù)母g，從而延長(zhǎng)儲(chǔ)罐的使用壽命。
二是在密封相同的情況下，與浮頂相比，能夠進(jìn)一步降低蒸發(fā)損耗。
但與拱頂罐相比，內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐的鋼板耗量比較多，施工要求高；由于是密封結(jié)構(gòu)，也為維修帶來了不便，且儲(chǔ)罐不易大型化，目前一般不超過10000m3。
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